KR960001035B1 - Dual system using three electrodes to treat fluid - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method and apparatus for treating electrically conductive fluid. Positive (1) and negative (2) electrodes of electrically conductive materials having different electrochemical potentials are spaced apart and electrically isolated from one another so that the only electroconductive connection that develops an electrochemical potential between the electrodes (1,2) is established by fluid to be treated flowing between the electrodes. Such fluid is therefore ionized which will both prevent the precipitation of solids from the fluid which would tend to form a scale on the inner surface of piping through which the fluid flows, and aid in the removal of a previously formed scale. A third electrode (3) is also provided so as to be electroconductively connected with the positive electrode (1) but electrically isolated from the negative electrode (2). Therefore, the third electrode (3) will release metal ions into the fluid. These ions will inhibit the release of compounds into the fluid having a principal element that is the same as that of the metal ions released by the electrode (3). In such a way, the fluid can also be treated to inhibit a particular compound, to which the fluid might be exposed, from dissolving into the fluid. <IMAGE>

Description

유체 처리시에 삼전극을 이용하는 이중 시스템Dual system using three electrodes for fluid handling

제1도는 도전성 유체를 처리하기 위한 장치의 기본전극 구조로서, 서로 전기적으로 분리된 양극 및 음극으로 구성된 것을 나타낸 단면사시도.1 is a cross-sectional perspective view showing a basic electrode structure of an apparatus for treating a conductive fluid, the anode and the cathode being electrically separated from each other.

제2도는 본 발명의 도전성 유체를 처리하기 위한 장치의 한 실시태양중 필수 부분으로서, 제1도의 기본구조를 사용하는 것을 나타낸 단면사시도.2 is a cross-sectional perspective view showing the use of the basic structure of FIG. 1 as an integral part of one embodiment of an apparatus for treating a conductive fluid of the present invention.

제3도는 본 발명의 도전성 유체를 처리하기 위한 장치의 필수부분의 실제 형태를 나타낸 단면사시도.3 is a cross-sectional perspective view showing the actual form of an essential part of an apparatus for treating a conductive fluid of the present invention.

제4도는 본 발명의 도전성 유체를 처리하기 위한 장치의 필수부분의 또다른 실제 형태를 나타낸 부분 단면사시도 ; 및4 is a partial cross-sectional perspective view showing another practical form of an essential part of an apparatus for treating a conductive fluid of the present invention; And

제5도는 제4도에 필수부분을 사용하여 본 발명의 도전성 유체를 처리하기 위한 장치를 나타낸 부분 단면사시도.FIG. 5 is a partial cross-sectional perspective view showing an apparatus for treating the conductive fluid of the present invention using the essential part in FIG. 4. FIG.

본 발명은 도전능력을 갖는 도전성 유체를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 물로부터 고형물의 석출하여 물이 흐르는 파이프의 내면상에 스케일(scale)을 형성시키는 것을 방지하고, 이미 형성된 스케일의 제거를 도모하며, 유체와 접촉하는 화합물이 녹아나오는 것을 방지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for treating a conductive fluid having conductivity. In particular, the present invention prevents precipitation of solids from water to form scale on the inner surface of the pipe through which the water flows, facilitates the removal of previously formed scales, and prevents the melting of compounds in contact with the fluid. A method and apparatus for the same.

유체 저장 시스템에 있어서, 파이프의 내면 및 시스템의 다른 부분에 철화합물이 축적되면 그 철화합물은 유체내로 녹아드는 경향이 있어, 시스템을 따라 흐르는 유체내에 철함량이 증가되는 결과를 초래한다. 이와같이 철화합물이 유체내로 방출되면 유체가 변색되는 결과를 초래하는데, 즉, 유체는 산화철의 색깔인 적황색을 띠게 한다. 이러한 과일 농도의 철화합물(예를 들어 산화철)을 함유하지 않는 유체를 얻기 위해서는, 과잉 농도의 산화철을 함유하는 유체가 시스템으로부터 유출되어 나갈때까지 시세템을 씻어내야 한다.In fluid storage systems, the accumulation of iron compounds on the inner surface of pipes and other parts of the system tends to melt into the fluid, resulting in increased iron content in the fluid flowing along the system. As such, the release of the iron compound into the fluid results in discoloration of the fluid, i.e. the fluid becomes reddish yellow, the color of iron oxide. To obtain a fluid that does not contain these fruit concentrations of iron compounds (eg iron oxide), the system must be flushed until fluid containing excess concentrations of iron oxide flows out of the system.

이러한 특수한 문제들은 시스템을 수시간 동안 사용하지 않았을때, 예로 밤새 정지시켰던 시스템을 다음날 아침에 최초로 사용할때 특히 현저하게 나타난다.These special problems are particularly noticeable when the system is not used for several hours, for example when the system is shut down overnight for the first time the next morning.

산화철의 형성 및 이에 따른 유체의 변색을 막기 위해 몇가지 공지된 장치 및 방법이 현재 사용되고 있다. 어떤 방법은 단순히 산화철을 무색의 철화합물로 변화시키는 화합물질을 이용한다. 이런 방법은 유체가 변색되지는 않는다고 하더라도 여전히 철함량은 상대적으로 높은 상태로 유지된다는 점에서 비효율적이다. 다른 종래의 방법이나 장치들은 유체가 높은 철함량을 가지는 것을 방지한다거나 유체 시스템으로부터 침적된 철화합물을 세척해내는 것에 집중되어 왔다.Several known devices and methods are currently used to prevent the formation of iron oxide and hence the discoloration of the fluid. Some methods simply use compounds that transform iron oxide into colorless iron compounds. This method is inefficient in that the iron content remains relatively high even if the fluid is not discolored. Other conventional methods or apparatuses have focused on preventing the fluid from having a high iron content or cleaning off iron compounds deposited from the fluid system.

본 발명자는 유체 파이프 내면에 침적되어 있는, 주로 산화제이철로 이루저닌 스케일을 제거하기 위해 이온수(ionized water)를 사용하는 방법 및 장치를 연구 및 개발해 내었다. 이온수가 내면상에 산화물 스케일이 침적된 파이프를 통해 흘러가면 산화물 스케일은 점차적으로 제거될 수 있는 연질 수산화물(수산화제이철)로 전환된다는 것이 밝혀졌다.The inventors have studied and developed a method and apparatus for using ionized water to remove scale consisting mainly of ferric oxide deposited on the inner surface of a fluid pipe. It has been found that when ionized water flows through a pipe with an oxide scale deposited on its inner surface, the oxide scale is converted into a soft hydroxide (ferric hydroxide) which can be gradually removed.

이와 같은 개선책의 하나로서, 미합중국 특허 제4,902,391호에는 침적된 칼슘, 마그네슘 및 철화합물을 제거하는 스케일 제거효과가 우수한 유체로 유체를 이온화시키는 ˝자체 발생(self-generating)˝ 시스템을 기술하고 있다.As one such improvement, U.S. Patent No. 4,902,391 describes a "self-generating" system that ionizes a fluid with an excellent descaling fluid that removes deposited calcium, magnesium and iron compounds.

미합중국 특허 제4,902,391호에 개시된 바와 같이, 상이한 전기화학 포텐샬(elecrtochemical potential)을 갖는 도전성 물질로선 두 전극, 예로 알루미늄 및 탄소전극을 이용하며, 전극의 전위차로 그 전극과 접촉하는 유체를 이온화한다. 이 시스템은 전극이 전기적으로 서로 격리되어 있고 전극이 사이의도전성 연결부가 그들 사이에 최소 전류 및 최대 전위치가 예상된다는 점에서 ˝자체 발생˝ 시스템이라 할 수 있다. 미합중국 특허 제4,902,391호에 기술된 방법 및 장치를 더욱 연구한 결과, 전극들 사이에서 유체를 통과하는 전류를 감소시키는 전압 또는 전위차만을 조건으로 할때 최대효과가 제공된다는 것이 밝혀졌다.As disclosed in US Pat. No. 4,902,391, conductive materials having different electrochemical potentials utilize two electrodes, for example aluminum and carbon electrodes, and ionize the fluid in contact with the electrode by the potential difference of the electrodes. This system is a "self-generating" system in that the electrodes are electrically isolated from each other and the conductive connections between the electrodes are expected to have a minimum current and maximum full position therebetween. Further study of the method and apparatus described in US Pat. No. 4,902,391 found that the maximum effect is provided only on the condition of a voltage or potential difference that reduces the current through the fluid between the electrodes.

제1도는 미합중국 특허 제4,902,391호에 기술된 장치의 주요 부분을 나타낸 것이다. 도면 부호(1) 및 (2)는 각각 상이한 전기 화학 포텐샬을 갖는 도전성 물질(예, 탄소 및 알루미늄)로된 양극 및 음극을 나타낸다. 탄소양극(1) 및 알루미늄 음극(2)는 전기적으로 서로 격리되어 있어 화살표 방향으로 전극 사이를 유동하는 유체를 제외하고 전극들 사이에는 어떤 물리적인 또는 도전성 연결부가 존재하지 않는다. 전술한 바와 같이, 최대 전위차 및 최소 전류 조건을 제공함에 의해 이 시스템은 스케일의 제거, 특히 칼슘 또는 마그네슘 스케일을 제거하는데 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 장치는 또는철화합물 스케일을 제거하는데도 효과적이다 ; 그러나, 이때 스케일 제거작용은 상대적으로 속도가 늦다. 유체 저장 시스템에서 철화합물을 제거하기 위해 스케일의 두께에 따라서 1개월 내지 수개월의 기간 동안 이 장치를 사용해야 할때도 있다. 스케일의 제거에 장기간이 소요되는 단점외에도, 유체가 시스템에서 유출될때 유체내로 방출되었던 산화철 입자들이 다량 잔존한다는 단점도 있다. 따라서, 매일 아침 청결한 유체를 얻기까지 시스템을 씻어내는데 비교적 장시간이 요구된다.Figure 1 shows the main part of the device described in US Pat. No. 4,902,391. Reference numerals 1 and 2 denote anodes and cathodes of conductive materials (eg carbon and aluminum) each having different electrochemical potentials. The carbon anode 1 and the aluminum cathode 2 are electrically isolated from each other so that there are no physical or conductive connections between the electrodes except the fluid flowing between the electrodes in the direction of the arrow. As mentioned above, by providing the maximum potential difference and the minimum current conditions, this system has been shown to be effective in removing the scale, especially the calcium or magnesium scale. These devices are also effective at removing iron compound scales; However, the descaling action is relatively slow at this time. It may be necessary to use the device for a period of one to several months, depending on the thickness of the scale, to remove the iron compounds from the fluid storage system. In addition to the long-term drawbacks of removal of the scale, there is also a drawback that large quantities of iron oxide particles that have been released into the fluid remain when the fluid exits the system. Therefore, a relatively long time is required to flush the system every morning until a clean fluid is obtained.

본 발명의 목적은 유체가 내부에서 유동되는 유체 저장 시스템에서 특정 화합물을 서서히 세척하고 또 동시에 유체가 시스템내에서 유동하지 않는 밤시간등에 다량의 이러한 화합물이 유체로 방출되는 것을 방지하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for slowly washing a particular compound in a fluid storage system in which the fluid flows inside and at the same time preventing the release of a large amount of such compound into the fluid, such as at night when the fluid does not flow in the system. To provide.

상기 목적은 미합중국 특허 제4,902,391호에 기술된 자체 발생 시스템에 부가하여 제3전극을 도입하여 달성된다. 제3전극은 양극의 도전 물질에 전기적으로 연결된 도전 물질로 되어 있으나, 음극의 도전 물질로부터는 전기적으로 격리되어 있다. 제3전극과 양극 사이의 도전성 연결에 의해 도전성 물질로된 제3전극의 금속 이온이 유체내로 방출되고, 결과적으로 유체내에 이들 이온농도가 증가되고 이어서 유체가 접촉하는 다른 이온 공급원(예, 침적된 스케일)으로부터 유사 이온이 유체로 방출되는 것을 막게 된다. 따라서, 철로 이루어진 제3전극이 사용되면, 철(Fe)이온은 유체내로 방출되어, 시스템내에 형성되어 있던 산화철 스케일로부터 제이산화철(Fe2O3)가 방출되는 것을 막는다.This object is achieved by introducing a third electrode in addition to the self-generating system described in US Pat. No. 4,902,391. The third electrode is made of a conductive material electrically connected to the conductive material of the positive electrode, but is electrically isolated from the conductive material of the negative electrode. The conductive connection between the third electrode and the anode releases metal ions of the third electrode of conductive material into the fluid, consequently increasing their concentration in the fluid and subsequently contacting another ion source (e.g., deposited) Scale) to prevent the release of pseudo ions into the fluid. Therefore, when a third electrode made of iron is used, iron (Fe) ions are released into the fluid, thereby preventing the release of iron dioxide (Fe 2 O 3 ) from the iron oxide scale formed in the system.

한편, 전기적으로 분리된 알루미늄 음극 및 탄소 양극은 유체를 계속 이온화시켜 파이프의 내면상의 스케일을 형성시키는 고형눌의 석출을 막고, 이미 형성된 스케일의 제거를 도모하게 된다.On the other hand, the electrically separated aluminum cathode and carbon anode continue to ionize the fluid to prevent the precipitation of solid nubs that form scale on the inner surface of the pipe, and to remove the already formed scale.

따라서, 본 발명의 이중 시스템에 있어서, 시스템이 수시간 정지된 후 다시 동작될때 나타나는 유체의 변색이 크게 감소하거나 완전히 제거된다. 동시에, 유체가 시스템으로부터 배출됨에 따라 산화철 및 소정량의 칼슘과 마그네슘을 함유하는 종전의 침적된 스케일을 서서히 제거하고 또는 다른 스케일의 형성은 방지되게 된다.Thus, in the dual system of the present invention, discoloration of the fluid which appears when the system is operated after being stopped for several hours is greatly reduced or completely eliminated. At the same time, as the fluid is withdrawn from the system, the previously deposited scales containing iron oxide and certain amounts of calcium and magnesium are gradually removed or formation of other scales is prevented.

본 발명의 또 다른 목적, 특성 및 장점을 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 설명하면 다음과 같다.Further objects, features and advantages of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

제1도 및 제2도에서, 본 발명의 유체 처리 장치는 제1도에 도시된 기본 전극 배열을 이용하는데, 즉, 도전 물질(예, 탄소)로 된 양극(1) 및 도전 물질(예, 알루미늄)로된 음극(2)를 사용한다. 전극(1),(2)의 도전 물질은 서로 상이한 전기화학 포텐샬을 가지며, 따라서 기기내에서 처리될 유체가 전극 사이에서 화살표 방향으로 유동할 때, 전극 사이의 전위차를 형성시키는 도전성 연결은 단지 유체를 통해서만 이루어지며 이에 따라 유체가 이온화된다.In FIGS. 1 and 2, the fluid treatment apparatus of the present invention utilizes the basic electrode arrangement shown in FIG. 1, i.e. the anode 1 of a conductive material (e.g. carbon) and the conductive material (e.g. An anode 2 made of aluminum). The conductive materials of the electrodes 1, 2 have different electrochemical potentials from each other, so that when the fluid to be treated in the device flows in the direction of the arrow between the electrodes, the conductive connection that forms the potential difference between the electrodes is only fluid. Only through and thus the fluid is ionized.

제2-5도에서, 도면부호(3)은 도전성 물질로 된 양극(1)과 전기적으로 연결되는 한편 도전성 물질로된 음극(2)과는 전기적으로 격리되어 있는 도전성 물질로 된 제3전극을 나타낸다.2-5, reference numeral 3 denotes a third electrode made of a conductive material which is electrically connected to the anode 1 made of a conductive material and is electrically isolated from the cathode 2 made of a conductive material. Indicates.

제2도는 개략적으로 도시된 바와 같이, 제3전극(3)은 그 제3전극과 양극(1) 사이에서 연장하는 도전성 전선(9)만에 의해서 양극(1)에 연결될 수 있다. 한편, 후술하는 이유에 의해 양극(1) 및 제3전극(3)을 전기적으로 연결하는데 저항기(9A)가 사용될 수 있다. 또한, 제3-5도에 나타난 바와 같이, 제3전극(3)은 양극(1)과 직접 물리적 접촉되도록 배치될 수 있다.As shown schematically in FIG. 2, the third electrode 3 may be connected to the anode 1 by only a conductive wire 9 extending between the third electrode and the anode 1. On the other hand, the resistor 9A can be used to electrically connect the anode 1 and the third electrode 3 for the reason described below. In addition, as shown in FIGS. 3-5, the third electrode 3 may be disposed in direct physical contact with the anode 1.

전술한 어떤 구조에 있어서든, 3개의 개별적 전기 에너지 조건이 형성된다 ; 즉, (1) 최대 전위차 및 최소 전류 상태가 양극(1) 및 음극(2) 사이에 형성되고, (2) 최대 전위차 및 최소 전류 상태가 제3전극(3)과 음극(2) 사이에도 약시 형성되며, (3) 최소 전위차와 최대 전류 상태가 양극(1) 및 제3전극(3) 사이에 형성된다.In any of the structures described above, three separate electrical energy conditions are formed; That is, (1) the maximum potential difference and the minimum current state are formed between the anode 1 and the cathode 2, and (2) the maximum potential difference and the minimum current state are also low between the third electrode 3 and the cathode 2. (3) The minimum potential difference and the maximum current state are formed between the anode 1 and the third electrode 3.

제3전극(3) 및 양극(2)를 도전적으로 연결시킴에 의해, 최대 전류 및 최소 전위차가 형성되고, 제3전극의 다량의 금속 이온이 유체내로 방출된다. 이러한 금속 이온이 유체내로 도입됨에 따라 이미 녹아 있는 금속 이온과 동일한 금속의 화합물이 유체네로 용이하게 녹아들지 못하게 된다. 따라서, 철(Fe)로된 제3전극을 사용함에 의해, 유체 저장 시스템에서 침적되어 있는 제이산화철(Fe2O3) 스케일이 제3전극으로부터 유체내로 도입된 철(Fe)이온 때문에 유체로 녹아들지 않는다. 이에 따라, 물이 시스템을 통해 흐르지 않은 상태에서 오렌시간이 지난후에 시스템을 최초로 동작시켰을때 물의 변색을 막을 수 있다.By electrically connecting the third electrode 3 and the anode 2, a maximum current and a minimum potential difference are formed, and a large amount of metal ions of the third electrode are released into the fluid. As these metal ions are introduced into the fluid, compounds of the same metal as the metal ions already dissolved are not easily dissolved into the fluid. Thus, by using a third electrode made of iron (Fe), the iron dioxide (Fe 2 O 3 ) scale deposited in the fluid storage system melts into the fluid due to the iron (Fe) ions introduced into the fluid from the third electrode. It does not cost Accordingly, discoloration of the water can be prevented when the system is operated for the first time after the oren time without water flowing through the system.

본 발명의 효율성을 시험하기 위해, 제2도와 같이 연강(철)의 작은 조각을 제3전극으로 사용하고 제3전극(3) 및 탄소 양극(1) 사이에 전선을 마련하여 양자가 직접 전기적으로 연결되도록 기기를 구성하였다.In order to test the efficiency of the present invention, as shown in FIG. 2, a small piece of mild steel (iron) is used as the third electrode, and a wire is provided between the third electrode 3 and the carbon anode 1 so that both are directly electrically The instrument is configured to connect.

하나는 전기 전도도가 140μS/㎝이고 다른 하나는 전기전도가 240μS/㎝인 두개의 수도물 표본을 시험하였다.Two tap water samples were tested, one with an electrical conductivity of 140 μS / cm and the other with 240 μS / cm.

녹슨 철조각을 반으로 절단하여 녹슨 상태가 거의 도일한 두개의 녹슨 철조각을 마련하였다. 이들 두 조각을 각각 두개의 유리 비이커에 배치하였다.The rusty iron pieces were cut in half to provide two rusty iron pieces that were almost rusty. These two pieces were placed in two glass beakers each.

첫번째 비이커는 전기전도가 140μS/㎝인 수도물로 직접 채웠다. 두번째 비이커도 또한 수도무로 채웠으나 이 수도물은 제2도의장치를 한번 통과한 것이다.The first beaker was filled directly with tap water with an electrical conductivity of 140 μS / cm. The second beaker was also filled with tap water, but the tap water once passed through the apparatus of FIG.

비이커들을 3시간 도안 방치시킨 후, 각 비이커의 물의 상태를 측정하였다. 첫번째 비이커의 비처리된 물은 녹에 의해 즉시 변색된 반면, 본 발명에 따라 처리된 두번째 비이커의 물은 변색에 대해 상당한 저항성을 나타내었다.After leaving the beakers for 3 hours, the water condition of each beaker was measured. The untreated water in the first beaker immediately discolored by rust, while the water in the second beaker treated according to the invention showed significant resistance to discoloration.

다음 전기 전도도가 240μS/㎝인 물의 제2표본으로 이 시험 공정을 반복하였다. 유사하게 3시간 동안 방치시킨 후, 각 비이커의 물의 상태는 처리 및 비처리된 물 사이에 더욱 큰 차이를 나타내었다. 비처리된 물이 역시 빨리 변색된 반면, 처리된 물은 거의 변색되지 않았다.This test process was then repeated with a second sample of water with an electrical conductivity of 240 μS / cm. Similarly after standing for 3 hours, the state of water in each beaker showed a greater difference between treated and untreated water. The untreated water also quickly discolored, while the treated water hardly discolored.

이 시험 결과는 본 발명의 방법 및 장치를 사용함으로써 녹슨 철이 물로 방출되는 것이 지연되었음을 보여준다. 이 시험은 또한 물의 전기 전도성 정도가 본 발명의 효과에 영향을 미치는 한 요인이하는 것을 보여준다. 물의 전기 전도도 정도가 140μS/㎝인 것은 보통 그 전기 전도도가 낮은 수준이며, 전기 전도도가 240μS/㎝인 것은 평균 용수 저장 시스템의 전기 전도도 수준 범위의 하한내로 있는 것이다. 이러한 용수 저장 시스템에서 물의 전기 전도도는 통상 200μS/㎝ 내지 500 또는 600μS/㎝ 범위이다. 이 사실로부터 상기 시험에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 방법 및 장치가 평균적 용수 저장 시스템 범위내의 전기 전도성을 가는 물의 처리에 매우 효과적임이 명백해졌다.The test results show that the use of the method and apparatus of the present invention delayed the release of rusty iron into the water. The test also shows that the degree of electrical conductivity of water is one factor influencing the effects of the present invention. Water having a degree of electrical conductivity of 140 μS / cm is usually at a low level of electrical conductivity, and having an electrical conductivity of 240 μS / cm is within the lower limit of the range of electric conductivity levels of an average water storage system. The electrical conductivity of water in such water storage systems is typically in the range of 200 μS / cm to 500 or 600 μS / cm. From this fact it became clear that the methods and apparatus of the present invention, as can be seen in the above tests, are very effective for treating electrically conductive water within the average water storage system range.

각 비이커 내면상의 잔류 침적물을 또한 측정하였다.Residual deposits on each beaker inner surface were also measured.

각 시험물 표본의 비이커를 비운후, 비처리 수도물이 사용된 비이커는 변색되었고 이 변색을 제거하거가 극히 어려웠다. 한편 처리된 물을 수용한 비이커는 잔류 변색부 또는 착색이 없었다. 이러한 현상은 처리된 물이 침적을 막으며 동시에 물의 변색을 방지한다는 것을 나타낸다.After emptying the beakers for each specimen, the beakers with untreated tap water were discolored and it was extremely difficult to remove or discolor. On the other hand, the beaker containing the treated water had no residual discoloration or coloring. This phenomenon indicates that the treated water prevents deposition and at the same time prevents discoloration of the water.

수행된 시험 범위로부터, 전류 조건, 즉 금속 이온의 제3전극으로부터 유체로 방출되는 제3전극(3)과 양극(1) 사이의 전기 에너지 조건은 산화철이 무로 방출하는 것을 감소시키는데 필수적임이 명백해졌다. 이러한 전류조건에 영향을 미치지는 두 요소는 특정 화합물이 유체로 방출하는 것을 막기에 적합한 금속 이온의 종류 및 전극의 표면적이다.From the test range performed, it became clear that the current conditions, ie the electrical energy conditions between the third electrode 3 and the anode 1, which are released into the fluid from the third electrode of metal ions, are essential to reduce the release of iron oxide to zero. . Two factors affecting these current conditions are the type of metal ions and surface area of the electrode that are suitable for preventing the release of certain compounds into the fluid.

제3전극으로 가장 적합한 금속을 결정하기 위한 시험은 그들의 전기 화학 포텐샬을 따라 선택되는 금속으로 행한다. 사용되는 전기 화학 서열이 가장 높은 알루미늄은 적절한 효과를 나타내지 못하였다. 아연 또는 적절한 효과를 나타내지 못하였다. 그러나, 철은 매우 향상된 결과를 나타내었다. 이에 따라, 스테인레스 강 및 고탄소강을 포함한 다양한 철 합금을 시험하였다 ; 그러나, 순수 철일수록 우수한 결과를 나타내었다. 전기 화학적으로 철과 다른쪽 서열에 위치하는 니켈 및 구리는 적절한 효과를 나타낸지 못하였다.The test to determine the most suitable metal for the third electrode is done with the metal selected according to their electrochemical potential. The aluminum with the highest electrochemical sequence used did not show an adequate effect. Zinc or no adequate effect. However, iron showed very improved results. Accordingly, various iron alloys, including stainless steel and high carbon steel, were tested; However, pure iron showed better results. Nickel and copper electrochemically located in the other sequence with iron did not show adequate effects.

구체적으로, 이 시험으로부터 제3전극의 금속은 유체로 방출되지 못하게 할 화합물의 주요 원소와 밀접하게 관련되어 있다는 것(실질적으로 동일한 전기 화학적 포텐샬을 가짐)을 알 수 있다. 이것은 제3전극 금속이 화합물의 주요 원소의 합금이거나 그 주요 원소와 동일하여야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 산화철의 경우, 기본 원소는 철이며 이에 따라 산화철이 유체로 방출되는 것을 막기 위해, 제3전극는 철 또는 철합금이어야 한다. 그러나, 화합물이 다른 경우에는, 제3전극은 그 특정 화합물과 밀접하게 관련되는 금속으로 제조되어야 한다.Specifically, it can be seen from this test that the metal of the third electrode is closely related to the main element of the compound that will not be released into the fluid (having substantially the same electrochemical potential). This means that the third electrode metal must be an alloy of the main element of the compound or the same as the main element. Thus, in the case of iron oxide, the basic element is iron, so that the third electrode must be iron or an iron alloy to prevent the iron oxide from being released into the fluid. However, if the compounds are different, the third electrode should be made of a metal that is closely related to that particular compound.

처리될 유체의 전기 전도도를 고려할 때 제3전극의 표면적이 하나의 요인이 된다. 예로, 전기 전도도가 낮은 유체에서는 유체의 전해질로서의 효능이 적기 때문에 제3전극과 양극간의 전류는 비교적 작다. 따라서, 다른 화합물 공급원으로부터 특정 화합물이 유체내로 방출되는 것을 막기에 충분한 정도의 금속 이온방출에 필요한 전류를 제공하기 위해서는 큰 면적의 제3전극이 요구된다. 반면, 전기 전도성이 큰 유체를 처리하고자 할때, 제3전극의 표면을 상태적으로 작은 크기일 수 있다.The surface area of the third electrode is a factor when considering the electrical conductivity of the fluid to be treated. For example, in a fluid with low electrical conductivity, the current between the third electrode and the anode is relatively small because the fluid is less effective as an electrolyte. Therefore, a large area third electrode is required to provide a current sufficient to release metal ions sufficient to prevent certain compounds from being released into the fluid from other compound sources. On the other hand, when treating a fluid having high electrical conductivity, the surface of the third electrode may be in a small state state.

이런점에서, 저항기(9A)가 양극(1) 및 제3전극(3)을 연결하는데 사용되는 제2도를 다시 참고로 하면, 제3전극의 면적은 가변적인 제어 요소이며, 처리될 유체의 전기 전도도도 상당히 가변적이기 때문에, 저항기(9A)는 장치의적절한 작동 조건을 얻기 위해 일종의 제어기로서 제공된다.In this regard, referring again to FIG. 2, where the resistor 9A is used to connect the anode 1 and the third electrode 3, the area of the third electrode is a variable control element, Since the electrical conductivity is also quite variable, the resistor 9A serves as a kind of controller to obtain the proper operating conditions of the device.

즉, 제3전극(3)과 탄소 양극(1) 사이를 직접 연결하면 처리될 유체가 높은 전기 전도도를 가지는 경우 이온(예, 철이온)이 과다-방출될 수 있다. 제3전극(3)과 양극(1) 사이에 저항기(9A)를 사용함으로써, 제3전극(3)이 비교적 큰 면적을 가진다고 하더라도 저항기(9A)가 방출되는 이온의 양을 제어함으로서, 적절한 작동 조건하에 제3전극의 작동 수명을 연장시킬 수 있다.That is, if the direct connection between the third electrode 3 and the carbon anode 1, the ions (eg, iron ions) may be over-released when the fluid to be treated has a high electrical conductivity. By using the resistor 9A between the third electrode 3 and the anode 1, it is possible to operate properly by controlling the amount of ions emitted by the resistor 9A even if the third electrode 3 has a relatively large area. Under the conditions, the operating life of the third electrode can be extended.

제3-5에 있어서, 제3전극(3)은 양극(10)의 도전성 물질과 직접 물리적으로 접촉(예, 제3도의 접합부에 의해)하도록 배치될 수 있다. 중요한 것은 제3전극(3)이 양극(1)과 물리적으로 접촉하는 접합부(A)는 유체와는 접촉하지 않도록 격리된다는 점이다. 따라서, 제3전극(3)의 일부만이 유체와 접촉하도록 노출된다. 제3전극(3)이 양극(1)과 물리적으로 접촉하는 접합부가 유체와 접촉하면, 접합부에서의 최대 전류 흐름으로 인해 제3전극이 극심하게 부식되어 제3전극(3) 및 양극(1) 사이의 도전성 연결부에 부식 빛 파열이 나타나게 된다.In 3-5, the third electrode 3 may be arranged to be in direct physical contact with the conductive material of the anode 10 (eg, by the junction of FIG. 3). Importantly, the junction A in which the third electrode 3 is in physical contact with the anode 1 is isolated so as not to come into contact with the fluid. Therefore, only a part of the third electrode 3 is exposed to be in contact with the fluid. When the junction where the third electrode 3 is in physical contact with the anode 1 is in contact with the fluid, the third electrode is severely corroded due to the maximum current flow in the junction, causing the third electrode 3 and the anode 1 to be in contact with the fluid. Corrosion light rupture will appear at the conductive connections between them.

따라서, 제3도에서와 같이, 통상 원추형인 플래스틱물질(4)로된 전기 절연부가 막대형 탄소 양극(1)의 하나 이상의 마주보는 축방향 끝부분상에 배치된다. 제3전극(3)은 접합부(A)에서 양극(1)과 접촉된다. 통상 원추형인 플래스틱 물질(4)를 통해 연장되어 접합부(A)에서 양극(1)과 접촉된다. 알루미늄 음극(2)는 관형이며 막대형 탄소전극(1)은 통상 원추형인 플래스틱 물질(4)에 의해 관형 음극(2)내에 방사상으로 지지되며, 이에 따라 관형 금극(2)은 전극(1),(3)과 전기적으로 격리된다. 통사 원추형인 플래스틱 물질(4)을 통과하는 제3전극(3)의 일부는 플래스틱 물질(4)내에 밀봉식으로 고정되어 있어 유체가 접합부(A)로 유출되는 것을 방지한다. 상기 유체에 노출되는 제3전극의 일부분은 어떤 형상으로도 가능하다. 제3도에 나타난 바와 같이, 제3전극(3)은 원추형인 플래시틱 물질(4)의 일면으로부터 구의 하부까지 연장되며, 이때 제3전극(3)의 하부는 접합부(A)에서 탄소양극(1)과 물리적으로 접촉된다.Thus, as in FIG. 3, an electrical insulation of plastic material 4, usually conical, is disposed on at least one opposite axial end of the rod-shaped carbon anode 1. The third electrode 3 is in contact with the anode 1 at the junction A. As shown in FIG. It extends through the generally conical plastic material 4 and contacts the anode 1 at the junction A. The aluminum cathode 2 is tubular and the rod-shaped carbon electrode 1 is radially supported in the tubular cathode 2 by a plastic material 4 which is usually conical, so that the tubular gold electrode 2 is formed of the electrode 1, It is electrically isolated from (3). A portion of the third electrode 3 passing through the cylindrical conical plastic material 4 is hermetically fixed in the plastic material 4 to prevent fluid from leaking into the junction A. FIG. A portion of the third electrode exposed to the fluid can be in any shape. As shown in FIG. 3, the third electrode 3 extends from one surface of the conical flashtic material 4 to the lower portion of the sphere, wherein the lower portion of the third electrode 3 is formed at the junction A. Physical contact with 1).

제4도의 실시태양에서, 제3전극(3)은 금속지지형 브리지형태로 되어 있으며, 제3전극(3)은 관형 음극(2)의 직경방향을 따라 연장된다. 또한, 전기 절연편(6)는 제3전극(3) 끝부분 및 음극(2) 사이에 배치되어 도전성 물질로된 제3전극(3)을 도전성 물질로된 음극(2)과 전기적으로 격리시킨다. 제3전극(3) 및 전기 절연편(6)는 막대형 양극(1)을 관형 음극(2)내에 지지시킨다. 제3전극(3)은 통상 원추형인 플래스틱 물질(4)를 통과하며 이에 따라 접합부(A)에서 도전성 물질로된 막대형 양극(1)과 다시한번 직접 물리적으로 접촉한다. 유체와 접촉하는 제3전극(3)의 표면적은 제3전극(3)의 끝부분을 덮는 전기 절연편(6)의 길이를 적절히 선택함으로써 결정될 수 있다.In the embodiment of FIG. 4, the third electrode 3 is in the form of a metal support bridge, and the third electrode 3 extends along the radial direction of the tubular cathode 2. In addition, the electrical insulation piece 6 is disposed between the end of the third electrode 3 and the cathode 2 to electrically isolate the third electrode 3 made of a conductive material from the cathode 2 made of a conductive material. . The third electrode 3 and the electrical insulation piece 6 support the rod-shaped anode 1 in the tubular cathode 2. The third electrode 3 passes through a plastic material 4 which is usually conical and thus in direct physical contact with the rod-shaped anode 1 of conductive material once again at the junction A. The surface area of the third electrode 3 in contact with the fluid can be determined by appropriately selecting the length of the electrical insulation piece 6 covering the end of the third electrode 3.

제5도는 제4도에 나타난 필수 요소들을 사용하여 본 발명에 따라 유체를 처리하는 실제적 장치 형태를 나타낸 것이다. 도면 부호(7)은 플랜지를 구비한 파이프를 나타낸다. 이들 플랜지는 유체 시스템의 도관과 파이프(7)을 함께 연결하는데 사용되며, 이 결과 처리될 유체는 화살표 방향을 따라 전극(1),(2),(3)을 거쳐 흐르게 된다. 파이프(7)이 금속이라면, 한층의 전기 절연부(8)가 파이프(7) 및 음극(2) 사이에 삽입되어 파이프(7)과 알루미늄 음극(2) 사이에 도전성 연결부가 형성되는 것을 방지한다.FIG. 5 illustrates the actual device configuration for treating a fluid in accordance with the present invention using the essential elements shown in FIG. Reference numeral 7 denotes a pipe with a flange. These flanges are used to connect the conduits and pipes 7 of the fluid system together, so that the fluid to be treated flows through the electrodes 1, 2, 3 along the direction of the arrow. If the pipe 7 is metal, a layer of electrical insulation 8 is inserted between the pipe 7 and the cathode 2 to prevent the formation of a conductive connection between the pipe 7 and the aluminum cathode 2. .

본 발명은 바람직한 실시양태를 참고로 하여 설명되었으나, 여러가지 수정 및 변화가 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위 및 사상내에 있는 이러한 수정 및 변경은 후술하는 특허청구범위에 한정된 바와 같이 본 발명에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, various modifications and changes will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, it is to be understood that such modifications and variations that fall within the scope and spirit of the invention are included in the invention as defined in the following claims.

Claims (19)

도전성 유체의 처리 장치로서, 도전성 물질로된 양극(1) ; 상기 도전성 물질로된 양극과 이격되어 있고 전기적으로 절연된 도전성 물질로된 음극(2) ; 및 상기 도전성 물질로된 음극과 전기절연된 도전성 물질로된 제3전극(3)을 포함하며, 상기 도전성 물질로된 양극(1) 및 음극(2)은 서로 상이한 전기화학 포텐샬을 가짐으로써, 장치내에서 처리될 도전성 유체가 상기 전극들 사이를 유동할때 상기 전극(1,2)들 사이에 도전성 전위차를 형성시키는 도전성 연결부가 유체를 통해서만 형성되어 유체가 이온화되며 ; 또 상기 도전성 물질로된 제3전극(2)은 도전성 물질로된 양극(1)에 전기적으로 연결됨으로써, 장치내에서 처리될 유체가 제3전극 및 양극 사이에 놓여질때 상기 도전성 물질로된 제3전극(3)의 금속 이온이 유체내로 방출되는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.An apparatus for processing a conductive fluid, comprising: an anode 1 made of a conductive material; A negative electrode (2) of electrically conductive material spaced apart from the positive electrode of the conductive material; And a third electrode (3) of electrically conductive material and a negative electrode of electrically conductive material, wherein the anode (1) and the cathode (2) of conductive material have different electrochemical potentials from each other, thereby providing an apparatus. A conductive connection for forming a conductive potential difference between the electrodes (1,2) when the conductive fluid to be treated flows between the electrodes is formed only through the fluid so that the fluid is ionized; The third electrode 2 made of the conductive material is electrically connected to the anode 1 made of the conductive material, so that when the fluid to be treated in the apparatus is placed between the third electrode and the anode, the third electrode made of the conductive material Electroconductive fluid processing apparatus, characterized in that the metal ions of the electrode (3) is released into the fluid. 제1항에 있어서, 상기 제3전극(3)은 철 또는 철합금 전극인 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.The device of claim 1, wherein the third electrode (3) is an iron or iron alloy electrode. 제1항에 있어서, 도전성 전선(9)만이 도전성 물질로된 상기 양극(1) 및 제3전극(3) 사이에서 연장되어 상기 양극 및 제3전극을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.The conductive fluid treatment of claim 1, wherein only the conductive wires 9 extend between the anode 1 and the third electrode 3 made of a conductive material to electrically connect the anode and the third electrode. Device. 제1항에 있어서, 저항기(9A)가 도전성 물질로된 상기 양극(1) 및 제3전극(3) 사이에 연장되어 상기 양극 및 제1전극을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.A device according to claim 1, characterized in that a resistor (9A) extends between the anode (1) and the third electrode (3) made of a conductive material to electrically connect the anode and the first electrode. . 제1항에 있어서, 상기 도전성 물질로된 제3전극(3)은 도전성 물리로된 양극(1)과 물리적으로 직접 접촉되는 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.A device according to claim 1, characterized in that the third electrode (3) of conductive material is in direct physical contact with the anode (1) of conductive physics. 제5항에 있어서, 상기 도전성 물질로된 제3전극(3)이 상기 도전성 물리로된 양극(1)과 물리적으로 직접 접촉하는 접합부의 둘레에 배치되는 전기 절연부(4)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.6. An electrical insulation (4) according to claim 5, further comprising an electrical insulator (4) disposed around the junction where the third electrode (3) of conductive material is in direct physical contact with the anode (1) of conductive physics. Electroconductive fluid processing apparatus, characterized in that. 제6항에 있어서, 상기 음극(2)은 관형이며, 상기 양극(1)은 막대형이고, 상기 관형 음극내에서 연장하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.7. An apparatus according to claim 6, wherein the cathode (2) is tubular, and the anode (1) is rod-shaped and extends within the tubular cathode. 제7항에 있어서, 상기 도전성 물질로된 제3전극(3)은 하나 이상의 마주보는 축방향 끝부분에서 상기 막대형 양극(2)과 물리적으로 직접 접촉되는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.8. A device according to claim 7, wherein the third electrode (3) of conductive material is in direct physical contact with the rod-shaped anode (2) at one or more opposite axial ends. 제8항에 있어서, 상기 제3전극(3)은 상기 양극(1)의 하나 이상의 마주보는 축방향 끝부분에 배치된 원추형 플래스틱 물질편으로 이루어진 전기 절연부(4)를 통과하여 양극까지 연장되는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.9. The third electrode (3) according to claim 8, wherein the third electrode (3) extends through the electrical insulator (4) made of a piece of conical plastic material disposed at one or more opposite axial ends of the anode (1) to the anode. Electroconductive fluid processing apparatus, characterized in that. 제7항에 있어서, 상기 관형 음극(2)내에는 그 관형 음극의 직경 방향을 따라 제3전극(3)이 연장하며 ; 상기 도전성 물질로된 음극(2)과 삼기 도전성 물질로된 제3전극을 전기적으로 절연시키기 위해 상기 음극(2)과 제2전극 사이에서 전기 절연편(6)이 삽입되며 ; 상기 관형 음극(2)내에서 상기 막대형 양극(1)은 상기 제3전극 및 전기 절연편에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.A third electrode (3) extending in the tubular cathode (2) along the radial direction of the tubular cathode; An electrical insulation piece 6 is inserted between the cathode 2 and the second electrode to electrically insulate the cathode 2 made of the conductive material and the third electrode made of the tertiary conductive material; In the tubular cathode (2), the rod-shaped anode (1) is supported by the third electrode and the electrical insulating piece, characterized in that the conductive fluid processing apparatus. 제10항에 있어서, 플랜지를 구비하고 내부에 상기 전극(1,2,3)들이 배치되어 있어 상기 유체 처치 장치를 유체 저장 시스템의 도관과 연결되도록 하는 파이프(7)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.11. The device according to claim 10, further comprising a pipe (7) having a flange and having the electrodes (1, 2, 3) disposed therein to connect the fluid treatment device to the conduit of the fluid storage system. Electroconductive fluid processing apparatus. 제12항에 있어서, 상기 파이프(7)는 금속이며 ; 상기 파이프와 상기 음극(2) 사이에 삽입되는 한층의 전기 절연부(8)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 장치.13. The pipe according to claim 12, wherein the pipe (7) is metal; And a layer of electrical insulation (8) inserted between the pipe and the cathode (2). 처리된 유체와 접촉하는 화합물이 유체로 녹아드는 것을 방지하는 도전성 유체 처리 방법에 있어서, 도전성 물질로된 양극(1)을 마련하는 단계와 ; 상기 도전성 물질로된 양극과 이격되어 있고 전기적으로 절연되며, 상기 도전성 물질로된 양극과 상이한 전기 화학 포텐샬을 갖는 도전성 물질로된 음극(2)을 마련하는 단계와 ; 유체 처리의 대상이 되는 화합물의 주요 원소와 실질적으로 동일한 전기 화학 포텐샬을 갖고, 도전성 물질로된 상기 양극(1)과 전기적으로 연결되면 도전성 물질로된 상기 음극과 전기적으로 절연되는 도전성 물질로된 제3전극(3)을 마련하는 단계와 ; 상기 양극(1)과 음극(2) 사이의 유체를 통해서만 상기 양극 및 음극을 전기적으로 연결하여 유체를 이온화시키며 상기 도전서 물질로된 제3전극(3)의 금속 이온이 유체로 방출되게 하여 유체로 방출되는 것을 막도록, 상기 전극(1,2,3)들을 통해 유체를 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 방법.CLAIMS 1. A conductive fluid treatment method for preventing a compound in contact with a treated fluid from melting into a fluid, comprising the steps of: providing an anode (1) made of a conductive material; Providing a negative electrode (2) of conductive material spaced from and electrically insulated from the positive electrode of the conductive material and having a different electrochemical potential from the positive electrode of the conductive material; A material made of a conductive material having substantially the same electrochemical potential as the main element of the compound to be treated by the fluid and electrically connected to the anode 1 made of a conductive material and electrically insulated from the cathode made of a conductive material Providing a third electrode (3); The anode and the cathode are electrically connected only through the fluid between the anode 1 and the cathode 2 to ionize the fluid, and the metal ions of the third electrode 3 made of the conductive material are released into the fluid. Flowing the fluid through the electrodes (1,2,3) to prevent it from being discharged to the conductive fluid. 제13항에 있어서, 상기 제3전극(3)을 마련하는 단계는 산화철이 유체로 방출되는 것을 방지하게끔 철 또는 철합금 전극을 제공하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 방법.15. The method of claim 13, wherein providing the third electrode (3) provides an iron or iron alloy electrode to prevent the release of iron oxide into the fluid. 제13항에 있어서, 상기 양극 및 제3전극을 마련하는 단계는 단지 도전성 전선(9)을 통해서만 전기적으로 연결되는 도전성 물질로된 양극(1) 및 제3전극(3)을 제공하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 방법.14. A method according to claim 13, characterized in that the step of providing the anode and the third electrode provides an anode (1) and a third electrode (3) of conductive material which are electrically connected only through the conductive wire (9). A conductive fluid treatment method. 제13항에 있어서, 상기 양극(1) 및 제3전극(3)을 마련하는 단계는 저항기(9A)에 의해 전기적으로 연결되는 도전성 물질로된 양극 및 제3전극을 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 방법.14. The method of claim 13, wherein providing the anode 1 and the third electrode 3 comprises providing an anode and a third electrode of conductive material electrically connected by a resistor 9A. A conductive fluid treatment method. 제13항에 있어서, 상기 양극(1) 및 제3전극(3)을 마련하는 단계는 서로 직접 물리적으로 접촉되는 도전성 물질로된 양극 및 제3전극을 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 방법.15. The conductive fluid of claim 13, wherein providing the anode 1 and the third electrode 3 comprises providing an anode and a third electrode of conductive material in direct physical contact with each other. Treatment method. 제17항에 있어서, 상기 양극(1) 및 제3전극(3)을 마련하는 단계는 도전성 물질로된 제3전극이 도전성 물질로된 양극과 직접 물리적으로 접촉하는 접합부 둘레에 배치된 전기 절연부(4)를 구비하는 양극 및 제3전극을 제공하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 방법.18. The method of claim 17, wherein the preparing of the anode 1 and the third electrode 3 comprises: an electrical insulation disposed around the junction where the third electrode of conductive material is in direct physical contact with the anode of conductive material; And providing a positive electrode and a third electrode having (4). 제13항에 있어서, 유체를 유동시키는 단계는 상기 전극(1,2,3)들을 유체 저장 시스템의 도관과 연결시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 유체 처리 방법.The method of claim 13, wherein flowing the fluid comprises connecting the electrodes (1, 2, 3) with a conduit of a fluid storage system.
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